Учёные создали 3D-принтер для печати изо льда без холода — только вода, вакуум и чистая физика

Физики из Университета Амстердама (University of Amsterdam) разработали фантастически простой метод 3D-печати моделей из чистого льда без использования холодильного оборудования, криогеники или охлаждаемых подложек. Работает только физика естественного охлаждения воды при испарении в вакууме. Доказательством концепции стала печать ледяной модели ёлки высотой 8 см, что объединило в себе магию науки и Рождества.

Топ-10 смартфонов до 35 тысяч рублей (2025 год)

Российские итоги HUAWEI XMAGE 2025 и выставка «Фото[графическое] путешествие»

Процессоры за 30 тысяч рублей — большой сравнительный тест

Топ-10 смартфонов до 20 тысяч рублей (2025 год)

HUAWEI FreeBuds 7i: ставка на глубину

HUAWEI XMAGE 2025: мобильная фотография как полноценное окно в мир искусства

Смартфон HUAWEI Pura 80 Pro как универсальный инструмент тревел-фотографа

Источник изображения: University of Amsterdam

Процесс печати происходит в вакуумной камере и основан на принципе испарительного охлаждения, что делает его простым и незатратным. Исследование представлено в препринте на сайте arXiv и в блоге Nature.

Забавно, но это открытие произошло случайно: учёные экспериментировали с распылением воды в вакууме, чтобы уменьшить сопротивление воздуха, и столкнулись с мгновенной кристаллизацией воды при контакте даже с тёплой подложкой.

В устройстве тонкая струя воды подаётся через сопло. В условиях низкого давления молекулы на поверхности подложки и модели быстро испаряются, унося тепло. Благодаря высокому соотношению площади поверхности воды к её объёму при контакте с поверхностью струя за доли секунды охлаждается на десятки градусов. Тем самым при касании подложки или предыдущего слоя модели вода мгновенно замерзает, позволяя послойно формировать сложные структуры без разбрызгивания и наплывов.

Печать модели рождественской ёлки стала наглядным примером возможностей технологии: модель печатается слой за слоем в процессе запрограммированного движения сопла, а при выключении насоса и отсутствии вакуума полностью тает, не оставляя отходов, кроме лужицы чистой воды.

В биологии ледяные модели могут служить каркасами для выращивания органов, а в инженерных приложениях — использоваться для создания моделей с микроканалами для протекания жидкостей. Даже в космосе найдётся место этой технологии, например при печати сооружений на Марсе из местной воды, для чего не потребуется громоздкое криогенное оборудование — там уже имеется разреженная атмосфера и низкое давление.

Источник